JP2003518973A - Device for in vivo measurement of pressure and pressure changes in or on bone - Google Patents
Device for in vivo measurement of pressure and pressure changes in or on boneInfo
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Abstract
Description
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の前提部に記載の、骨内または骨上また
は歯科インプラント(dental implants)上の圧力および圧力変化を生体内測定す
るための装置に関し、本発明の一実施の形態は、特に、補てん材(prostheses)の
挙動をモニタリングすることを意図したものである。The present invention relates to a device for the in-vivo measurement of pressures and pressure changes on or in bones or on dental implants according to the preamble of claim 1. One embodiment of the invention is particularly intended for monitoring the behavior of prostheses.
【０００２】
種々の生体内パラメータを測定する既知の多くの装置および方法がある。例え
ば米国特許第４，２８１，６６７号には、頭蓋内で生じる差圧を測定する方法お
よび装置が開示されており、この技術では、２つの膜を備えたセンサが頭内に移
植され、圧力差により引き起こされる膜の移動がＬ−Ｃ発振器により体外の受信
器に送信され、これにより圧力変化をいつでも記録および利用することができる
。従って、この装置は、２つの膜が必要であるという事実から比較的複雑であり
、また、膜の振動が電気発振回路（この回路の信号は後で送信される）に影響を
与え、かつ送信可能距離が非常に短いという問題がある。There are many known devices and methods for measuring various in-vivo parameters. For example, U.S. Pat. No. 4,281,667 discloses a method and apparatus for measuring the differential pressure that occurs in the skull, in which a sensor with two membranes is implanted in the head and pressure is applied. The membrane movement caused by the difference is transmitted by the LC oscillator to a receiver outside the body, so that pressure changes can be recorded and utilized at any time. Therefore, this device is relatively complex due to the fact that two membranes are required, and also that the vibration of the membrane affects the electrical oscillator circuit (the signal of which is later transmitted) and The problem is that the possible distance is very short.
【０００３】
ドイツ国特許出願ＤＥ−Ａ−３８ ４１ ４２９にも、頭蓋内で生じる圧力を測
定する装置が開示されており、この装置では、圧力センサが終端膜を有し、この
膜の振動が発振回路に作用し、圧力変化を測定する。この圧力センサのハウジン
グは回路基板を有し、該回路基板の一方の面が膜とのコンデンサ(capacitor)を
形成し、一方、他面にはコイルが配置されている。この装置は、１１〜１２ｍｍ
の孔をドリル穿孔しなければならないため、手術上の大きな損傷を与え、そして
また、穿孔中に骨および傷付いた組織が圧力センサを覆ってしまうので、圧力セ
ンサの除去時に問題を引き起こす。German Patent Application DE-A-38 41 429 also discloses a device for measuring the pressure generated in the skull, in which the pressure sensor has a terminal membrane and the vibration of this membrane is It acts on the oscillator circuit and measures the pressure change. The housing of this pressure sensor has a circuit board, one side of which forms a capacitor with the membrane, while the other side is provided with a coil. This device is 11-12mm
The holes must be drilled which results in significant surgical damage and also causes problems during removal of the pressure sensor as bone and damaged tissue covers the pressure sensor during drilling.
【０００４】
欧州特許ＥＰ−Ｂ−５７９ ６７３には、移植片の検査装置が開示されており
、この装置では、一構成要素が歯のインプラントに固定されかつその固有周波数
が装置により検出される。この構成要素は信号により励振され、機械的共振が調
べられる。European Patent EP-B-579 673 discloses a device for examining implants, in which one component is fixed to a tooth implant and its natural frequency is detected by the device. This component is excited by the signal and the mechanical resonance is investigated.
【０００５】
また、振動分析により緩んだ補てん材を検出できる種々の試験装置が知られて
おり、これらの装置では、骨に振動を発生させ、一方では発生した振動を測定し
、他方では測定した振動を評価装置に伝達するため、例えば２つの連結部が設け
られている。Various test devices are known that can detect loose prosthetic materials by vibration analysis. In these devices, vibration is generated in the bone, and the generated vibration is measured on the one hand and measured on the other. In order to transmit the vibration to the evaluation device, for example, two connecting parts are provided.
【０００６】
この従来技術を背景として、本発明の一目的は、骨内、または骨上、または歯
科用置換体(dental replacements)上の圧力および圧力変化を測定する装置であ
って、一方では、この装置のプローブが簡単な構造を有しかつ移植および除去が
容易であり、他方では、人または動物の体外の読取り装置により正しく信号を記
録できる距離に亘って信号を送信可能な測定装置を提供することにある。本発明
の他の目的は、人または動物の体内での種々の作業に適するように設計したプロ
ーブおよび読取り装置を提供することにある。これらの目的は、特許請求の範囲
の請求項１に記載の装置により達成される。本発明の他の長所および実施の形態
は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。Against this background, one object of the present invention is a device for measuring pressure and pressure changes in or on the bone or on dental replacements, while The probe of this device has a simple structure and is easy to implant and remove, while providing a measuring device capable of transmitting a signal over a distance where it can be correctly recorded by a reader outside the human or animal body. To do. Another object of the present invention is to provide a probe and reader designed to be suitable for various tasks within the human or animal body. These objects are achieved by the device according to claim 1. Other advantages and embodiments of the invention are set out in the dependent claims.
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を例示する添付図面を参照して、本発明をより詳細
に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings illustrating an embodiment of the present invention.
【０００８】
本来的に、移植に使用するためのプローブは、できる限り小さくすべきである
が、同時に、信号を体内から少なくとも身体表面に送ることができるのに充分効
率的な大きさであるべきである。図４には、このようなプローブが概略的に示さ
れており、このプローブの実施の形態の一例が図１に示されている。プローブは
、発振回路の固有周波数を決定する、コンデンサＣおよびコイルＬからなる発振
回路を形成している。この実施の形態では、コイルＬは不変であり、一方、コン
デンサＣの膜は、プローブの外部の圧力により多少変形され、かくして、コンデ
ンサの容量従って発振回路の固有振動数が変化する。In essence, a probe for use in implantation should be as small as possible, but at the same time large enough to be able to send a signal from the body to at least the body surface. Is. Such a probe is shown schematically in FIG. 4, and an example of an embodiment of this probe is shown in FIG. The probe forms an oscillator circuit consisting of a capacitor C and a coil L that determines the natural frequency of the oscillator circuit. In this embodiment, the coil L is unchanged, while the membrane of the capacitor C is slightly deformed by the pressure outside the probe, thus changing the capacitance of the capacitor and thus the natural frequency of the oscillator circuit.
【０００９】
固有周波数は、外部から、すなわち共振回路を有する体外の受信器により検出
および記録され、かくして、対応位置での瞬間圧力の信頼できる測定値が得られ
る。The natural frequency is detected and recorded externally, ie by an extracorporeal receiver with a resonant circuit, thus providing a reliable measurement of the instantaneous pressure at the corresponding position.
【００１０】
プローブの第一の実施の形態を、図１および図２を参照して説明する。プロー
ブ１はＴ型断面を有する。ハウジング３７のステム１１は容量性圧力センサ８を
有し、また、クロスピース１２はコイル１３および電子回路１４を有し、これら
は、ハウジング３７内にうまく配置された導電体１５により互いに接続されてい
る。クロスピース１２は更に、プローブを骨に固定するための骨ねじ２９を通す
ボア２８を有している。A first embodiment of the probe will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The probe 1 has a T-shaped cross section. The stem 11 of the housing 37 has a capacitive pressure sensor 8 and the crosspiece 12 has a coil 13 and an electronic circuit 14, which are connected to each other by a conductor 15 which is arranged well in the housing 37. There is. The crosspiece 12 further has a bore 28 through which a bone screw 29 for securing the probe to the bone is passed.
【００１１】
図１に示す圧力センサ８は膜９（例えば、シリコン膜であってもよい）を有し
、この膜９とコンデンサ表面１０との距離変化により、容量、従って発振回路の
固有周波数の変化が生じる。The pressure sensor 8 shown in FIG. 1 has a film 9 (which may be, for example, a silicon film), and a change in the distance between the film 9 and the capacitor surface 10 causes the capacitance, and thus the natural frequency of the oscillation circuit Change occurs.
【００１２】
図３に示す他の例では、プローブ１６を、骨（より詳しくは上顎骨）内に直接
螺入できる。この目的のため、プローブ１６はピン１８を有し、このピン１８に
は、骨の皮質２１内にプローブ１６を螺入できるようにする適当なねじ部１７が
設けられている。この実施の形態では、コンデンサ１９はコンデンサ板２０を有
し、このコンデンサ板２０の周囲にはコイル２２が巻回されている。２つの外側
コンデンサ板２３および２４は膜として作用しかつハウジング面の内面に固定さ
れている。このため、ハウジングの高さ変化により、コンデンサの厚さ、従って
その容量に変化が生じる。ハウジングの高さ方向により圧縮できるようにするた
め、ハウジングには２つの薄肉部分２５を設けるのが好ましい。このプローブが
髄質に固定されたならば、固定用ループ２７を備えたキャップ２６をねじ付ピン
１８に螺着するか、歯科用置換体すなわち歯冠をキャップの領域に螺入すること
もできる。In another example shown in FIG. 3, the probe 16 can be screwed directly into the bone (more specifically, the maxilla). For this purpose, the probe 16 has a pin 18, which is provided with a suitable thread 17 which allows the probe 16 to be screwed into the cortex 21 of the bone. In this embodiment, the capacitor 19 has a capacitor plate 20, and a coil 22 is wound around the capacitor plate 20. The two outer capacitor plates 23 and 24 act as a membrane and are fixed to the inner surface of the housing surface. Therefore, a change in the height of the housing causes a change in the thickness of the capacitor and thus in its capacitance. The housing is preferably provided with two thinned portions 25 to allow compression in the height of the housing. Once the probe is fixed to the medulla, the cap 26 with the fixing loop 27 can be screwed onto the threaded pin 18 or a dental replacement or crown can be screwed into the area of the cap.
【００１３】
図示しない更に別の実施の形態では、例えばチタンで作られた膜は、ステム（
これもチタンで作ることができる）の端部に配置され、かつ、コンデンサの幾つ
かの可動部分のうちの最上部により予張力が付与され、これはステム内に固定さ
れたコンデンサの静止部分に対して作用する。可動部分は、ばねの押圧力が作用
する中央ピンにより案内される。膜の移動によってコンデンサの容量が変化し、
この変化は第一の実施の形態におけると同様に伝達される。In yet another embodiment, not shown, a membrane made of, for example, titanium has a stem (
It can also be made of titanium) and is pretensioned by the top of several moving parts of the capacitor, which is fixed in the stem to the stationary part of the capacitor. Acts against. The movable part is guided by a central pin under the action of a spring force. The capacitance of the capacitor changes as the film moves,
This change is transmitted as in the first embodiment.
【００１４】
図１〜図３に示しかつ説明したプローブは、この形態または改変した形態で、
圧力および圧力変化の生体内測定用装置に使用できる。図７には、本発明の装置
が概略的に示されており、該装置は、プローブ１と、いわゆるインターフェース
２と、評価装置３とで構成されている。The probe shown and described in FIGS. 1-3 is in this or a modified form,
It can be used for in-vivo measurement of pressure and pressure changes. FIG. 7 schematically shows the device according to the invention, which device comprises a probe 1, a so-called interface 2 and an evaluation device 3.
【００１５】
また、図４および図４Ａには、測定装置の作動が概略的に示されている。図４
は、評価装置の送信器／受信器セクション７の概略構造を示し、この送信器／受
信器セクション７は、周波数発生器Ｆと、電源３Ｖと、出力３Ａ（図７参照）と
、プローブの発振回路Ｌ−Ｃを駆動しかつ共振の場合にプローブの固有周波数Ｆ ｅ
（図４Ａ参照）を検出できる送信器／受信器コイルＳとを有している。この実
施の形態では、固有周波数は１４５０ｋＨｚの近傍にあり、１Ｎの力により引き
起こされる周波数の偏差は約２５ｋＨｚに達する。当業者には、異なる寸法のコ
ンデンサおよびコイルならびに異なる力によって、異なる固有周波数が発生され
ることは明白であろう。この測定装置はまた、静圧を測定すること、すなわちコ
ンデンサの寸法を変えることなく測定することもできる。上記構成は一例である
と考えることができる。[0015]
The operation of the measuring device is also shown schematically in FIGS. 4 and 4A. Figure 4
Shows the schematic structure of the transmitter / receiver section 7 of the evaluation device,
The receiver section 7 includes a frequency generator F, a power supply 3V, and an output 3A (see FIG. 7).
, The natural frequency F of the probe when driving the oscillator circuit L-C of the probe and at the time of resonance e
A transmitter / receiver coil S (see FIG. 4A). This fruit
In the embodiment, the natural frequency is in the vicinity of 1450 kHz and is pulled by the force of 1N.
The deviation of the frequency caused reaches about 25 kHz. Those skilled in the art will appreciate that
Different natural frequencies are generated by capacitors and coils and different forces.
It will be obvious. This measuring device also measures static pressure, i.e.
It is also possible to measure without changing the dimensions of the capacitor. The above configuration is an example
Can be considered.
【００１６】
このような構成によれば、さらに、発振回路の位相Φおよび電圧Ｖの両方の評
価も可能である。他の実施の形態では、受信器自体は、測定圧力に対応するＤ．
Ｃ．電圧を供給でき、この電圧は、コンピュータ、チャートレコーダ等の既存の
装置により連続的に評価される。With such a configuration, it is also possible to evaluate both the phase Φ and the voltage V of the oscillation circuit. In another embodiment, the receiver itself has a D.
C. A voltage can be supplied, which is continuously evaluated by existing equipment such as computers, chart recorders and the like.
【００１７】
デジタル電子回路への移行傾向の高まりから、高い測定精度ならびに主に干渉
および長い作動距離に対する高い不感受性を考慮に入れて、アナログ信号処理に
代えてデジタル信号を使用することができることは理解されよう。Due to the increasing trend towards digital electronic circuits, it is not possible to use digital signals instead of analog signal processing, taking into account high measurement accuracy and mainly insensitivity to interference and long working distances. Be understood.
【００１８】
プローブと受信器とを単独で使用する場合には、評価ユニットを必ずしもプロ
ーブに充分近接させて配置できないという事実から問題が生じる。従って、図７
に示す本発明の優れた実施の形態では、プローブの信号を受けかつ例えば２０〜
１００ｍの長い距離に亘ってそれらの信号を送信できるいわゆるインターフェー
ス２が設けられている。この目的のため、インターフェースには、例えば長寿命
電池または太陽電池等の形態をなす電源を設けることができる。インターフェー
スは、直接身体上で作動させるか、プローブの近傍の皮膚の下で作動させること
ができる。インターフェースがうまく移植される場合には、インターフェースは
できる限り小さくすべきであり、また、この場合には、本発明の知識に従って、
電源を長寿命電池にすべきであることは明白である。インターフェースは、可撓
性をもつものであって、測定が行なわれる間、包帯により移植位置で外部から皮
膚に取り付けられることが好ましい。If the probe and the receiver are used alone, a problem arises from the fact that the evaluation unit cannot always be placed close enough to the probe. Therefore, FIG.
In the preferred embodiment of the invention shown in FIG.
A so-called interface 2 is provided which is capable of transmitting those signals over a long distance of 100 m. For this purpose, the interface can be provided with a power source, for example in the form of a long-life battery or a solar cell. The interface can be operated directly on the body or under the skin near the probe. If the interface is successfully ported, it should be as small as possible, and in this case, according to the knowledge of the invention,
Clearly, the power supply should be a long-life battery. The interface is preferably flexible and externally attached to the skin at the implantation site by a bandage while the measurements are made.
【００１９】
或いは、インターフェースは、ケーブルにより互いに接続される２つの構成部
品に分割することもできる。この場合、一方の部分には、例えば、１〜２ｍｍの
厚さおよび可撓性を有し、患者の皮膚にテープ止めできるアンテナセクションを
設け、他方の部分には、残りの電子部品および電池を設けることができる。この
態様では、単一のインターフェースが、複数のプローブから測定値を送信するこ
とができる。例えば、インターフェースが大き過ぎるか、不快であるという理由
で、インターフェースを患者の首部または他の身体部分に取り付けることができ
ない場合には、これらの部分にアンテナを使用し、インターフェースの他の部分
を患者の身体の他の部分またはベッドに取り付けることができる。Alternatively, the interface can be split into two components that are connected to each other by a cable. In this case, one part is provided with an antenna section having a thickness and flexibility of, for example, 1 to 2 mm, which can be taped to the skin of the patient, and the other part is provided with the remaining electronic components and batteries. Can be provided. In this aspect, a single interface can send measurements from multiple probes. For example, if the interface cannot be attached to the patient's neck or other body part because the interface is too large or uncomfortable, use antennas on these parts and place other parts of the interface on the patient. Can be attached to other parts of the body or to the bed.
【００２０】
図５または図７Ａに示す用例では、図１のプローブ１が骨内に固定されている
。この場合には、人工股関節のシャフト６が移植されている大腿骨５の髄質４内
に圧力センサ８が配置されている。プローブ１はねじ２９により骨に固定され、
コイル１３および電子回路１４は骨の外部に配置される。この解決法は、長い距
離に亘って電気値を良好に送信することや、骨内の移植孔サイズをかなり小さく
することができる。In the example shown in FIG. 5 or FIG. 7A, the probe 1 of FIG. 1 is fixed in the bone. In this case, the pressure sensor 8 is arranged in the medulla 4 of the femur 5 in which the shaft 6 of the artificial hip joint is implanted. The probe 1 is fixed to the bone with screws 29,
The coil 13 and the electronic circuit 14 are arranged outside the bone. This solution allows good transmission of electrical values over long distances and significantly reduced implant hole size in bone.
【００２１】
この解決法は、髄質の任意の箇所での圧力変化が髄質内で伝搬しかつ互いに補
償することから、骨内の空間すなわち髄質が通信導管（communicating vessel）
として考えられることを実現化したものである。従って、骨の髄質内の任意の位
置で同じ圧力が測定されるであろう。かくして、図７に示す場合、大腿骨５内へ
の補てん材シャフト６の挿入後は、立っている間または歩行中に補てん材に作用
する力が髄質に伝達され、髄質内の圧力を増大させる。この場合に、補てん材が
骨内に固定されていればいる程、圧力の増大は小さくなり、これにより、殆ど自
然に近い生理学的形質転換および力の伝達が行なわれる。換言すれば、髄質内の
圧力増大の度合いは補てん材の固定の質の目安であり、これにより、骨の一体化
、すなわち補てん材またはセメント被膜(mantle)への骨の成長度合いの判断が可
能になる。The solution is that the intraosseous space, or medulla, is a communicating vessel because pressure changes anywhere in the medulla propagate within the medulla and compensate for each other.
Is realized. Therefore, the same pressure will be measured anywhere within the medulla of the bone. Thus, in the case shown in FIG. 7, after the prosthetic material shaft 6 is inserted into the femur 5, the force acting on the prosthetic material while standing or during walking is transmitted to the medulla to increase the intramedullary pressure. . In this case, the more fixed the prosthesis is within the bone, the smaller the increase in pressure, which results in an almost natural physiological transformation and force transmission. In other words, the degree of pressure increase in the medulla is a measure of the quality of fixation of the prosthesis, which allows the bone integration, i.e. the degree of bone growth on the prosthesis or cement mantle. become.
【００２２】
髄質内の圧力変化を記録することにより、補てん材の配置後の治癒進行をモニ
タリングすること、回復期中に補てん材に作用できる最大許容荷重を決定するこ
と、そしてもんちゃくのもとである、特に補てん材の早期弛緩の発生を検出する
ことができる。By monitoring changes in pressure within the medulla, monitoring healing progress after placement of the prosthesis, determining the maximum allowable load that can be exerted on the prosthesis during the recovery phase, and In particular, it is possible to detect the occurrence of premature relaxation of the prosthetic material.
【００２３】
しかしながら、圧力変化は手術の進行過程を示すことができるので、上記測定
装置は、関節の手術の観察にも使用できる。However, since the pressure change can indicate the progress of the surgery, the measuring device can also be used for observing the surgery of the joint.
【００２４】
図７Ｂの実施の形態では補てん材が分割されている。すなわち、圧力センサ３
０が補てん材シャフト６の或る位置に配置されており、かつ長い導電体３１を介
して、別のハウジング内に収容されたコイル１３および電子回路１４に接続され
ている。In the embodiment of FIG. 7B, the filling material is divided. That is, the pressure sensor 3
0 is arranged at a certain position of the filler shaft 6, and is connected to a coil 13 and an electronic circuit 14 housed in another housing via a long conductor 31.
【００２５】
図７Ｃの実施の形態では、プローブ３３全体が補てん材シャフトの端部に配置
されている。In the embodiment of FIG. 7C, the entire probe 33 is located at the end of the filler shaft.
【００２６】
図７の例を考察すると、プローブは、他の骨、例えば膝、肩、肘の関節はもと
より、動物の骨の髄質内にも移植できることは明らかである。また、プローブが
適当な寸法を有する場合には、例えばプローブを口腔内、すなわち歯または顎骨
内に移植して、例えば骨に対する歯科インプラントの癒着状態をモニタリングす
ることもできる。Considering the example of FIG. 7, it is clear that the probe can be implanted in the bone medulla of an animal as well as in other bones such as knee, shoulder and elbow joints. The probe can also be implanted in the oral cavity, i.e., in the teeth or jawbone, for example, to monitor the adhesion of the dental implant to the bone if the probe has the appropriate dimensions.
【００２７】
図６の実施の形態では、プローブは図７Ｂにおけるように分割されている。す
なわち、圧力センサ３０が、導電体３５を介して、コイル１３および電子回路１
４を収容するハウジング３４に接続されている。圧力センサ３０は膝関節の脛骨
３６に配置され、ハウジング３４はねじ２９により脛骨に固定されている。In the embodiment of FIG. 6, the probe is split as in FIG. 7B. That is, the pressure sensor 30 includes the coil 13 and the electronic circuit 1 via the conductor 35.
4 is connected to a housing 34 that houses 4. The pressure sensor 30 is arranged on the tibia 36 of the knee joint, and the housing 34 is fixed to the tibia by screws 29.
【００２８】
また、この種のプローブは、特にプローブが関節内、骨上、筋肉内、腱内また
は種々の管内に固定される場合に、プローブ内に圧力または圧力変化を発生させ
得る、人体または動物の骨格に対する他の運動シーケンスをモニタリングするこ
ともできる。Also, this type of probe may be used in humans or in humans, which may generate pressure or pressure changes in the probe, especially when the probe is fixed in joints, bones, muscles, in tendons or in various vessels. Other movement sequences for the animal's skeleton can also be monitored.
【００２９】
かくして、プローブは、獣医学において、例えば、馬の足を引きずる病気の診
断を行なうために使用され、トレーニングの監視や、関節の圧迫および関節症の
発生に対して適した土壌の類別を行なうことができる。Thus, the probe is used in veterinary medicine, for example, for diagnosing horse-legging diseases, for monitoring training and for categorizing soils suitable for joint compression and the development of arthropathy. be able to.
【００３０】
これらの例において、プローブは、矩形、すなわち立方体の形状をなすものと
して示されているが、特にプローブが補てん材、移植片または関節と一体化され
得る場合には、特別に丸くした形状または球形にすることもできる。In these examples, the probe is shown as being rectangular, ie in the shape of a cube, but is particularly rounded, especially if the probe can be integrated with a prosthesis, implant or joint. It can also be shaped or spherical.
【００３１】
同じ体内で複数のプローブを使用することができる本発明の他の実施の形態で
は、各プローブの固有周波数は、隣接周波数帯域で作動するように調節される。
この場合、受信器や評価ユニットもこれに対応した設計にすべきである。In another embodiment of the invention, where multiple probes can be used within the same body, the natural frequency of each probe is adjusted to operate in adjacent frequency bands.
In this case, the receiver and the evaluation unit should also be designed accordingly.
【００３２】
冒頭で述べたように、本発明のプローブは他の種々の測定にも使用できる。か
くして、時間に対する圧力変化を記録することにより、関節症の発生を表示でき
るであろう。また、単一または複数のプローブを使用して、関節またはその一部
における特定圧力荷重を測定することができる。As mentioned at the outset, the probe according to the invention can also be used for various other measurements. Thus, by recording the change in pressure over time, the occurrence of arthrosis could be displayed. Also, single or multiple probes can be used to measure specific pressure loads at a joint or portion thereof.
【００３３】
かくして、プローブの少なくとも３つの異なる用例を区別できる。すなわち、
ａ）骨内（前述のもの）、
ｂ）関節内（プローブは測定すべき関節の部分間に固定される）、そして
ｃ）骨外（プローブは、骨の外面、または腱内、筋肉内または種々の管内に固
定される）。Thus, at least three different uses of the probe can be distinguished. A) intra-osseous (as described above), b) intra-articular (the probe is fixed between the parts of the joint to be measured), and c) extra-osseous (the probe is the external surface of the bone or in the tendon, muscle). Fixed inside or in various tubes).
【００３４】
また、受信器は、将来の評価を行うため長時間に亘って異なるプローブの力変
化を受信器内で記録できると同時に、外部から各プローブを識別できる小型化さ
れたマルチチャネルレコーダの形態に構成できる。In addition, the receiver can record the force change of different probes over a long time in the receiver for future evaluation, and at the same time, can reduce the size of the multi-channel recorder that can identify each probe from the outside. It can be configured into a form.
【図１】 本発明によるプローブの実施の形態の第一例を示す、図２の線Ｉ
−Ｉに沿う断面図。1 shows a first example of an embodiment of a probe according to the invention, line I in FIG.
Sectional drawing in alignment with -I.
【図２】 図１のプローブを示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing the probe shown in FIG.
【図３】 本発明によるプローブの実施の形態の第二例を示す図面。FIG. 3 is a drawing showing a second example of the embodiment of the probe according to the present invention.
【図４】 本発明のプローブと装置の受信器とのリンクを示す概略図。FIG. 4 is a schematic diagram showing the link between the probe of the present invention and the receiver of the device.
【図４Ａ】 本発明のプローブと装置の受信器とのリンクを示す概略図。FIG. 4A is a schematic diagram showing the link between the probe of the present invention and the receiver of the device.
【図５】 骨内に移植された図１のプローブを示す図。FIG. 5 shows the probe of FIG. 1 implanted in bone.
【図６】 関節上に配置された図５のプローブの他の実施の形態を示す図。FIG. 6 shows another embodiment of the probe of FIG. 5 placed on the joint.
【図７Ａ】 股関節補てん材が設けられた大腿骨の髄質内の図１のプローブ
を示す概略図。7A is a schematic diagram showing the probe of FIG. 1 in the medulla of the femur provided with hip prosthesis.
【図７Ｂ】
大腿骨に移植された股関節補てん材上の本発明のプローブの他の実施の形態を
示す概略図。FIG. 7B is a schematic diagram showing another embodiment of the probe of the present invention on a hip prosthesis implanted in the femur.
【図７Ｃ】 図７Ｂの別の実施の形態を示す概略図。FIG. 7C is a schematic diagram illustrating another embodiment of FIG. 7B.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 4C060 LL15 LL20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF , BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, G M, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ , UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, B Z, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK , DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, J P, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR , LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, R O, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ , TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW F-term (reference) 4C060 LL15 LL20
Claims (13)
歯科インプラント上での圧力および圧力変化を生体内測定するための、移植可能
なプローブおよび評価ユニットを有する生体内測定用装置において、プローブ（
１、３３）は圧力センサ（８、３０）およびコイル（１３）を備えた発振回路（
Ｌ−Ｃ）を有し、評価ユニット（３）は発振回路の固有周波数（Ｆｅ）を検出で
きる共振回路（７）を有し、発振回路（Ｌ−Ｃ）の固有周波数（Ｆｅ）は、圧力
センサ（８）に作用する瞬間圧力により決定されるか、または圧力変化により引
き起こされる圧力センサ（８）の寸法変化に従って変化可能であり、そして検出
され得ること、また、圧力センサ（８、３０）は、コイル（１３）から空間的に
分離された変形可能な膜（９）を備えかつ導電体（１５、３１、３５）を介して
コイル（１３）に接続されたコンデンサの形態をなしていることを特徴とする生
体内測定用装置。1. An in-vivo measurement device having an implantable probe and an evaluation unit for in-vivo measurement of pressures and pressure changes in or on the body, more particularly on the interior or exterior of bone or on dental implants. At the probe (
1, 33) is an oscillation circuit (1) including a pressure sensor (8, 30) and a coil (13).
L-C) has, evaluation unit (3) has a natural frequency of the oscillation circuit (F e) can detect a resonance circuit (7), the natural frequency (F e of the oscillation circuit (L-C)) is , Which can be determined and determined according to the dimensional change of the pressure sensor (8) which is determined by the instantaneous pressure acting on the pressure sensor (8) or which is caused by a pressure change, and the pressure sensor (8, 30) is in the form of a capacitor comprising a deformable membrane (9) spatially separated from the coil (13) and connected to the coil (13) via conductors (15, 31, 35). An in-vivo measurement device characterized in that
導入されることができるように、または骨（３６）に取り付けられることができ
るように設計されていることを特徴とする請求項１記載の生体内測定用装置。2. The pressure sensor (8, 30) is designed such that it can be introduced into the medulla (4) of the bone (5) or attached to the bone (36). The in-vivo measurement device according to claim 1, wherein
たは一体化できるように設計されていることを特徴とする請求項１記載の生体内
測定用装置。3. In-vivo measuring device according to claim 1, characterized in that the pressure sensor (8, 30) is designed such that it can be fixed or integrated in the filling material (6).
ができるように設計されていることを特徴とする請求項１記載の生体内測定用装
置。4. In-vivo measuring device according to claim 1, characterized in that the pressure sensor (8, 30) is designed such that it can be attached to a dentition.
）および電気回路（１４）は、プローブを形成すべく、他のハウジング（３２、
３４）内に配置されかつ導電体（３１、５）を介して互いに接続されていること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の生体内測定用装置。5. The pressure sensor (30) has a housing and a coil (13).
) And the electrical circuit (14) together with another housing (32, 32) to form a probe.
34) The in-vivo measurement device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is arranged inside 34) and is connected to each other via conductors (31, 5).
４）はＴ型ハウジング（３７）内に配置され、圧力センサ（８）はステム（１１
）内に配置され、コイル（１３）および電気回路（１４）は、プローブ（１、３
３）を形成すべく、クロスピース内に配置されかつ導電体（１５）により互いに
接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の生体内測定
用装置。6. The pressure sensor (8), coil (13) and electrical circuit (1).
4) is placed in a T-shaped housing (37) and the pressure sensor (8) is a stem (11).
), The coil (13) and the electrical circuit (14) are connected to the probe (1, 3).
In-vivo measurement device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that they are arranged in a crosspiece and are connected to each other by a conductor (15) to form 3).
び電気回路（１４）を収容し、圧力センサ（８）には、骨（５、３６）の皮質（
２１）に固定するためのボア（２８）およびねじ（２９）が設けられていること
を特徴とする請求項５または６記載の生体内測定用装置。7. The housing (32, 34, 37) houses a coil (13) and an electrical circuit (14), the pressure sensor (8) includes a cortex (of a bone (5, 36)).
In-vivo measurement device according to claim 5 or 6, characterized in that it is provided with a bore (28) and a screw (29) for fixing to 21).
るための、移植可能なプローブおよび評価ユニットを有する生体内測定用装置に
おいて、プローブ（１６）は発振回路（Ｌ−Ｃ）を形成するコンデンサ（１９）
およびコイル（２２）を収容するハウジングを有し、評価ユニット（３）は発振
回路の固有周波数（Ｆｅ）を検出できる共振回路（７）を有し、発振回路（Ｌ−
Ｃ）の固有周波数（Ｆｅ）は、コンデンサ（１９）に作用する瞬間圧力により決
定されるか、または圧力変化により引き起こされるコンデンサ（１９）の寸法変
化に従って変化可能であり、そして検出され得ること、また、コンデンサのハウ
ジングは薄い部分（２５）を有し、圧縮可能であることを特徴とする生体内測定
用装置。8. An in-vivo measurement device having an implantable probe and an evaluation unit for in-vivo measurement of pressure and pressure change inside or outside bone, wherein the probe (16) comprises an oscillating circuit (L- Capacitor (19) forming C)
The evaluation unit (3) has a resonance circuit (7) capable of detecting the natural frequency (F e ) of the oscillation circuit, and the oscillation circuit (L-
That the natural frequency (F e ) of C) is determined by the instantaneous pressure acting on the capacitor (19) or is variable and can be detected according to the dimensional change of the capacitor (19) caused by the pressure change. Also, the in-vivo measurement device, wherein the housing of the condenser has a thin portion (25) and is compressible.
コンデンサ（１９）を有し、２つの最外コンデンサ板（２３、２４）は、互いに
うまく相対変位できるハウジングの側部の内面に固定されていることを特徴とす
る請求項８記載の生体内測定用装置。9. The probe comprises a capacitor (19) with a compressible capacitor plate (20), the two outermost capacitor plates (23, 24) being sides of a housing which can be well displaced relative to each other. The in-vivo measurement device according to claim 8, which is fixed to the inner surface of the body.
入できるように設計されたねじ付ピン（１７、１８）を有していることを特徴と
する請求項８または９記載の生体内測定用装置。10. The probe (16) comprises a threaded pin (17, 18) designed to be screwed into the cortex (21) of the bone (5). Item 10. The in-vivo measurement device according to Item 8 or 9.
）は、プローブの信号を受けかつ該信号を評価装置に送信するように設計されて
おり、また、電源を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項
記載の生体内測定用装置。11. An interface (2) is provided, and the interface (2) is provided.
) Is designed to receive the signal of the probe and to send it to the evaluation device, and also has a power supply. Device for internal measurement.
できるように設計されていることを特徴とする請求項１１記載の生体内測定用装
置。12. The in-vivo measurement device according to claim 11, wherein the interface (2) has a long-life battery and is designed to be implantable.
される少なくとも２つの部分を有し、これらの部分の１つはアンテナを収容し、
他の部分は残りの電子部品および電池を収容していることを特徴とする請求項１
１または１２記載の生体内測定用装置。13. The interface (2) has at least two parts connected to each other by a cable, one of these parts housing an antenna,
The other part contains the rest of the electronic components and the battery.
The in-vivo measurement device according to 1 or 12.
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